"عواصف المائة عام" على زحل تنتج إشارات راديوية لا يستطيع العلماء فك شيفراتها
اكتشف العلماء مؤخرا عواصف عملاقة مديدة على زحل تشبه البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري.
وتعرف البقعة الحمراء العظيمة بأنها أكبر عاصفة في النظام الشمسي، وهي إعصار بعرض 10000 ميل، زين سطح كوكب المشتري لمئات السنين.
لكن الدراسة الجديدة تقول إن زحل لديه أيضا عواصف عملاقة طويلة الأمد مع تأثيرات عميقة في الغلاف الجوي استمرت لقرون.
وأجرى الدراسة علماء فلك من جامعة كاليفورنيا ببيركلي، وجامعة ميشيغان آن أربور، الذين درسوا الانبعاثات الراديوية من الكوكب، والتي تأتي من تحت السطح، ووجدوا اضطرابات طويلة الأمد في توزيع غاز الأمونيا.
وتحدث هذه العواصف العملاقة كل 20 إلى 30 عاما تقريبا على زحل وتشبه الأعاصير على الأرض، على الرغم من أنها أكبر بكثير.
ولكن على عكس أعاصير الأرض، لا أحد يعرف سبب حدوث العواصف الضخمة في الغلاف الجوي لكوكب زحل، والذي يتكون أساسا من الهيدروجين والهيليوم مع آثار الميثان والماء والأمونيا.
وقال المؤلف الرئيسي تشنغ لي، وهو زميل سابق في جامعة كاليفورنيا في برنامج 51 Peg b Fellow، وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميشيغان: "إن فهم آليات أكبر العواصف في النظام الشمسي يضع نظرية الأعاصير في سياق كوني أوسع، ما يتحدى معرفتنا الحالية ويدفع حدود علم الأرصاد الجوية الأرضية".
واستخدم العلماء مصفوفة كارل جي البالغة الكبر في نيو مكسيكو لفحص انبعاثات الراديو من أعماق الكوكب.
ومن خلال الملاحظات الراديوية، تمكن علماء الفلك من رؤية ما تحت سحب زحل ووجدوا أدلة على وجود عواصف عملاقة في خطوط العرض الوسطى بالإضافة إلى عواصف حول خط الاستواء يصل عمرها إلى 100 عام. حتى أنهم اكتشفوا عاصفة قطبية لم يتم الإبلاغ عنها وقد تكون أقدم.
وأشارت إمكي دي باتر، أستاذة فخرية في جامعة كاليفورنيا في بيركلي لعلم الفلك وعلوم الأرض والكواكب، كانت تدرس عمالقة الغاز لأكثر من أربعة عقود لفهم تكوينها بشكل أفضل وما يجعلها فريدة: "عند الأطوال الموجية الراديوية، نتحرى تحت طبقات السحب المرئية على الكواكب العملاقة. ونظرا لأن التفاعلات والديناميكيات الكيميائية ستغير تكوين الغلاف الجوي للكوكب، فإن الملاحظات الموجودة أسفل هذه الطبقات السحابية مطلوبة لتقييد تكوين الغلاف الجوي الحقيقي للكوكب".
وكما ورد في الدراسة الجديدة، وجد كريس مويكل، طالب الدراسات العليا في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، ودي باتر، أمرا مثيرا للدهشة في انبعاثات الراديو من الكوكب: حالات شاذة في تركيز غاز الأمونيا في الغلاف الجوي، ربطوها بالأحداث السابقة للعواصف الضخمة في نصف الكرة الشمالي للكوكب.
وتساعد هذه الملاحظات الراديوية العلماء على فهم التكوين الحقيقي للغلاف الجوي لكوكب زحل وتسليط الضوء على العمليات المختلفة مثل النقل الحراري وتكوين السحب والحمل الحراري. كشفت الملاحظات الأخيرة أن عاصفة من عام 2010 انقسمت إلى قسمين، وتتحرك في اتجاهين متعاكسين وتترك فجوة في الغلاف الجوي لزحل.
ووفقا للفريق، يكون تركيز الأمونيا أقل عند الارتفاعات الوسطى، وتتكون الطبقة السحابية العلوية لزحل أساسا من سحب جليد الأمونيا. لكن في ملاحظاتهم الراديوية، رأى العلماء مناطق ذات تركيزات منخفضة بشكل غير متوقع من الأمونيا أسفل هذه الطبقة السحابية في مناطق مرتبطة بالعواصف القديمة. وفي غضون ذلك، ارتفعت تركيزات الأمونيا أعلى بكثير من المعتاد، أسفل هذه المناطق الجوية بـ100 إلى 200 كيلومتر. ويعتقد العلماء أن الأمونيا يتم نقلها من الغلاف الجوي العلوي إلى الغلاف الجوي السفلي عبر عمليات الترسيب وإعادة التبخير.
وعلاوة على ذلك، يمكن أن يستمر هذا التأثير لمئات السنين.
وبمقارنة هذه العواصف مع تلك الموجودة على الكواكب العملاقة الأخرى في النظام الشمسي، مثل بقعة نبتون المظلمة العظيمة وبقعة المشتري الحمراء العظيمة، يمكن تسليط الضوء على الفرق الشاسع في الحجم بين هذه الكواكب والأرض.
وتوفر دراسة هذه العواصف العملاقة رؤى قيمة حول آليات أكبر العواصف في النظام الشمسي شأناً وتوسع معرفتنا لظواهر الطقس على الأرض وخارجها.
نُشرت الدراسة في مجلة Science Advances.
المصدر: phys.org
